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Description

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'accédé et dispositifs pour le fonctionnement de pompes ./ centrifuges.

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La hauteur de refoulement des pompes centrifuges connues est produite en partie par l'action centrifuge de la roue centrifuge et en partie par la transformation de l'énergie de la vitesse de sortie en énergie de pression dans la roue directrice. Dans de semblables pompes centrifuges il se produit des pertes par défaut d'étanchéité, frottement de la roue centrifuge dans l'eau et'transformation imparfaite de l'énergie de vitesse en énergie de pression. Ces pertes peuvent, en cas de grandes quantités d'eau et de petites hauteurs de refoulement, être maintenues dans des limites supportables.

Pour de grandes hauteurs de refoulement, les pertes se produisant inévitablement ne peuvent être diminuées que par une construction de la pompe centrifuge avec de nombreux étages.

Malgré cette mesure, le rendement des pompes centrifuges à

plusieurs étages descend rapidement'tellement fortement en cas de grandes hauteurs de refoulement et de petites quantités refoulées, que les pompes ne peuvent plus être ao- tionnées économiquement.

Suivant la présente invention ces inconvénients sont évités par 16-fait que la pompe centrifuge tourne dans un logement situé sous une pression de vapeur et que l'énergie de pression du fluide de travail refôulé est transformée par des tuyères en énergie de vitesse. Pour la réalisation du procédé, la roue centrifuge produisant la mise sous pression de l'eau d'alimentation a la forme d'une chambre fermée de toutes parts qui est pourvue, à la périphérie, de tuyères pour la sortie du fluide de travail, tuyères dont les ouvertures de sortie sont en sens inverse du sens de rotation de la roue centrifuge. En conséquence, sous l'effet de l'action de réaction de l'eau sortant des tuyères, une partie du travail employé pour la mise sous pression est récupérée.

La roue centrifuge peut, pour autant qu'elle est destinée à l'alimentation de chaudières à corps cylindriques, être disposée directement dans la chambre de vapeur de la chaudière. La présente invention s'étend en outre à des dispositifs qui permettent la réintroduction de l'eau d'alimentation refoulée en trop dans la chaudière, ou bien de la partie non vaporisée d'un mélange de vapeur et d'eau produit dans un évaporateur à un tube.

Dans les dessins on a représenté, à titre d'exemple, des dispositifs convenant pour la réalisation du procédé.

Suivant la fig.l, l'eau d'alimentation qui est introduite d'une manière connue dans le voisinage de l'axe 2 ou à travers l'axe 2 lui-même, est amenée sous pression dans une roue centrifuge 1 fermée de toutes parts. A la périphérie de la'roue centrifuge 1, on a disposé des tuyères

4 par lesquelles l'eau s'échappe dans une chambra 6 qui est en communication par une conduite 7 avec'la chambre de vapeur d'une chaudière. L'eau sortant'par les tuyères 4. se rend à une pompe centrifuge 9 disposée sur le même axè 2 et est refoulée par celle-ci 'dans la conduite 10. La pompe centrifuge 9 doit donc surmonter seulement la résistance d'étranglement de la conduite 10 allant de la pompe centrifuge à la chaudière vu que l'eau envoyée dans la chambre 6 se trouve sous la pression de la chaudière.

Par ce dispositif, on évite les pertes de fuites se présentant lors de la mise sous pression de l'eau d'une manière générale et le travail de frottement de la pompe centrifuge est notablement diminué, vu que la roue centrifuge 1 tourne dans la vapeur et qu'il se produit en outre dans les tuyères 4 une transformation de l'énergie de pression en énergie de vitesse. Dans le cas de la disposition des ouvertures de sortie des tuyères 4 en sens inverse du sens de rotation de la roue centrifuge 1, l'énergie de sortie de l'eau est donc récupérée par une action de réaction sur la roue centrifuge.

La quantité d'eau sortant des tuyères 4 dépend de la différence de pression entre la pression d'eau à la périphérie de la roue centrifuge 1 et la pression de vapeur dans la chambre 6. Un réglage de la quantité d'eau peut être produit, en cas de pression de vapeur constante par la variation de la pression d'eau et comme celle-ci dépend du nombre de tours, par variation du nombre de tours.

Le rendement de la mise sous pression dans la roue centrifuge fermée et de la récupération d'une partie du travail employé à cet effet par l'action de réaction de l'eau sortant des tuyères peut s'exprimer comme suit. On a le rendement #=0,5w/2u, formule dans laquelle w est la vitesse de sortie de l'eau des tuyères 4 et u est la vitesse périphérique de la roue centrifuge 1. Le rendement s'élève donc, avec l'ao-

croissement de la vitesse de sortie w, de o,5 à un maximum.

Comme la vitesse de sortie dépend seulement de la différence de pression entre la pression de l'eau et la pression de vapeur, le rendement s'élève en cas de plus grandes différences de pression. La roue centrifuge 1 est par conséquent dimentionnée pour une pression notablement plus élevée que la pression de chaudière.

La fig.2 montre une autre forme de réalisation dans laquelle la roue centrifuge 1 est' disposée dans la chambre de vapeur d'une chaudière 8. L'eau d'alimentation est amenée d'un accumulateur situé plus haut ou par une pompe spéciale. Le réglage de la quantité d'eau d'alimentation peut se faire également par variation du nombre de tours de la machine de commande. 'Une adaptation automatique, dans de certaines limites, de l'alimentation à la consommation de vapeur peut être obtenue par le fait que l'on oblige la quantité totale de vapeur saturée produite dans la chaudière 8 à s'écouler par une turbine de commande spéciale 12 pour la roue centrifuge 1.

Dans les pompes centrifuges-décrites ci-dessus, une adaptation du débit de refoulement de la pompe à la consommation de vapeur est possible seulement par la variation du nombre de tours de la machine de commande. On a représenté à la fig. 3 un dispositif avec lequel on peut obtenir un réglage de la quantité refoulée pour un nombre de tours constant. Une pompe d'amenée 15 refoule la quantité d'eau dépassant un niveau d'eau déterminé dans la chaudière 8, dans une chambre 16 de la roue centrifuge 1 fermée de toutes parts et pourvue de tuyères 4. La chambre 16 est voisine de'la chambre 11 pour l'alimentation fraiche normale; les deux chambres sont en communication à la périphérie extérieure de la roue centrifuge 1.

Comme il ne faut produire dans la chambre 16 de la roue centrifuge 1 qu'une

élévation de pression de la pression de la chaudière jusqu'à la pression à la périphérie de la roue centrifuge, dès que l'eau envoyée en trop dans la chaudière arrive par la pompe d'amenée 15 à la chambre 16 de la roue centrifuge 1 il se produira une augmentation de pression à la périphérie, en présence de laquelle une alimentation à partir de la chambre 11 n'est plus possible que partiellement ou plus du tout, vu qu'avec le dépassement du débit maximum de la chambre 11 de la pompe centrifuge, l'alimentation d'eau fraîche est interrompue.

Cet état se maintient jusqu'à ce que le niveau d'eau désiré .dans la chaudière soit atteint, c'est-à-dire tant qu'il n'arrive pas d'eau par le trop-plein 18 de la chau- dière 8 à la pompe d'amenée 15.

Une autre forme de réalisation destinée à l'alimentation d'une chaudière 25 à circulation forcée est représentée à la fig. 4. Le mode de fonctionnement est exactement le même que dans le dispositif décrit précédemment, avec,cette différence que le mélange de vapeur et d'eau est renvoyé de.force par la circulation forcée dans la chambre 16 de la roue centrifuge 1 au moyende la conduite 19. L'eau contenue dans la vapeur est extraite par centrifugation et la vapeur saturée est conduite par un tuyau de vapeur 20 raccordé à proximité de l'axe 2, vers un surchauffeur 22. L'eau refoulée dans les. chambres 16 et 11 de la roue centrifuge 1 s'écoule vers la roue centrifuge 23 disposée sur le même arbre 2 et qui refoule l'eau d'alimentation dans l'évaporateur 25.

Comme le montre la fig. 5, la roue centrifuge 23 peut également être disposée sur le même arbre 2,et cela au-delà de la périphérie extérieure de la roue centrifuge 1, et peut tourner à un nombre de tours plus petit que la roue centrifuge 1. La commande de la roue centrifuge 23 se produit dans ce cas au moyen d'un mécanisme à roues dentées 26 à partir de

l'arbre 2. Le sens de rotation est avantageusement le même que celui de l'arbre 2. La roue centrifuge 23 peut également être disposée de façon à tourner librement ou être action- née en même temps que la roue centrifuge 1 par une turbine à marche inverse.

Claims

RESUME ------------- 1. Procédé pour le fonctionnement de pompes centrifu- ges servant à l'alimentation de chaudières, caractérisé en ce que la roue centrifuge tourne dans un logement placé sous une pression de vapeur et en ce que l'énergie de pres- sion du fluide de travail refoulé est transformée par des tuyères en énergie de vitesse.

2. Dispositif pour la réalisation du procédé suivant 1, caractérisé en ce que la roue centrifuge (1) a la forme d'une chambre fermée de toutes parts et en ce qu'à la pé- riphérie de cette chambre sont disposées des tuyères (4) pour la sortie du fluide de travail refoulé.

3. Dispositif suivant 2, caractérisé en ce que les ouvertures de sortie des tuyères (4) sont 'disposées en sens inverse du sens de rotation de la roue centrifuge (1).

4. Dispositif suivant 2 et 3, caractérisé en ce qu'a- près la roue centrifuge (1) est intercalée une seconde roue centrifuge (9) qui refoule dans la chaudière l'eau d'alimentation sortant des tuyères (4) de la roue centri- fuge (1).

5. Dispositif pour la réalisation du procédé suivant 1, caractérisé én ce que la roue centrifuge (1) est disposée dans la chambre de vapeur d'une chaudière (S)à corps cylin- drique.

6. Dispositif suivant 5, caractérisé par une turbine (12) disposée dans le trajet de prise de vapeur et produisant l'actionnement de la roue centrifuge (1). <Desc/Clms Page number 7>

7. Dispositif suivant 2,3 et 5, comportant un réglage automatique de la quantité d'eau d'alimentation, caractérisé en ce qu'à côté de la chambre (11),destinée à l'alimentation de l'eau fraîche, de la roue centrifuge (1), on a disposé une chambre (16) placée sous la pression de la chaudière, pour la réalimentation de la partie refoulée en trop ou de la partie non vaporisée du fluide de travail.

8. Dispositif suivant 7, caractérisé en ce qu'on a prévu une pompe d'amenée (15) pour l'amenée de l'eau d'alimentation refoulée en trop dans la chaudière (8) vers la chambre (16) de la roue centrifuge (1).

9. Dispositif suivant 2,3,4 et 7, caractérisé en ce qu'une roue centrifuge. (35) est disposée au-delà de la périphérie extérieure de la roue centrifuge (1) et introduit dans l'évaporateur (25) l'eau refoulée par la pompe centrifuge (1).

10.. Dispositif suivant 9, caractérisé en ce que la roue centrifuge (23) est actionnée,,au moyen d'un mécanisme à roues dentée (26), par l'arbre (2) de la roue centrifuge (1).